Wie und in was wird der Gasdurchfluss gemessen: Messmethoden + Überblick über alle Arten von Gasdurchflussmessern

Ein Durchflussmesser ist ein Gerät zur Messung des Volumen- oder Massenstroms eines Stoffes, einschließlich Erdgas, brennbaren, aggressiven Gasen und Luftzerlegungsprodukten. Die Berechnung des Durchflussvolumens in Industrieunternehmen oder zu Hause kann ohne Beteiligung von Spezialisten durchgeführt werden.

Als nächstes werden wir beschreiben, wie und in welchem ​​Gas gemessen wird, eine Beschreibung der Geräte geben, die für diesen Zweck verwendet werden, und auch die Hauptmethoden zur Bestimmung des Gasflusses betrachten.

Direkte Methode zur Messung des Gasverbrauchs

Das Gasvolumen wird in Kubikmetern berechnet, weniger häufig werden andere Masseneinheiten wie Tonnen oder Kilogramm verwendet, üblicherweise für Prozessgase.

Die direkte Methode ist die einzige Methode, mit der das durchströmende Gasvolumen direkt gemessen werden kann.

Zu den Schwächen von Geräten, die den Volumen- oder Massenstrom eines Stoffes berechnen, gehören:

1. Die eingeschränkte Funktionsfähigkeit von Durchflussmessern in einer Umgebung mit verschmutzten Gasen.
2. Es besteht eine hohe Ausfallwahrscheinlichkeit aufgrund einer teilweisen Blockierung des Durchflusses oder eines pneumatischen Stoßes.
3. Hohe Kosten für Drehzähler im Vergleich zu anderen Geräten.
4. Große Abmessungen von Geräten.

Zahlreiche Vorteile dieses Verfahrens überschneiden sich mit den aufgeführten Nachteilen, wodurch es auch die größte Verteilung in der Anzahl der installierten Zähler erzielte.

Mit einem Durchflussmesser können Sie das Volumen oder die Masse eines Stoffes pro Zeiteinheit berechnen. Die Installation an einem geneigten Abschnitt der Rohrleitung verringert den Messfehler

Darunter - eine direkte Messung des Gasvolumens, das Fehlen einer Abhängigkeit von der Verzerrung des Durchflussgraphen sowohl am Einlass als auch am Auslass, die sich verringertUGG. Die Breite des Bereichs beträgt bis zu 1: 100. Zu diesem Zweck werden Membran- und Rotationsvorrichtungen verwendet. Sie können in Räumen mit installierten Impulskesseln eingesetzt werden.

Indirekte Messmethoden

Diese Verfahren umfassen beispielsweise die Berechnung der Fließgeschwindigkeit eines Stoffes durch eine gegebene Querschnittsfläche. Um die genauesten Ergebnisse zu erhalten, muss die Gasgeschwindigkeit ausgeglichen werden.

Differenzdruckgasdurchflussmessung

Eine der gebräuchlichsten und am besten untersuchten Methoden des Gasflusses, die auf der Verwendung einer Verengungsvorrichtung basiert, weist mehrere Vorteile auf, einschließlich der Einfachheit des Strömungswandlermechanismus, dessen Wirkung darauf abzielt, den Druckabfall einer Substanz zu messen, die durch eine lokale Verengung in einer Gasleitung fließt. Keine Berechnungen erforderlich Durchflussmesser steht.

Trotz der Verfügbarkeit einer vollständigen wissenschaftlichen und technischen Basis weist diese Messmethode mehrere wesentliche Nachteile auf - ein kleiner Messbereich, der selbst unter Berücksichtigung von Mehrgrenzdrucksensoren den Wert 1:10 nicht überschreitet.

Standardverjüngungsvorrichtungen werden unter Verwendung spezieller Technologie mit hohen Anforderungen an die Rauheit hergestellt. Ihre Verwendung ist ausschließlich auf glatten Rohrleitungen gestattet.

Hydraulikwiderstand in Gaspipelines Erhöhen Sie die Empfindlichkeit für Zeitplanänderungen inmittel Geschwindigkeiten in der Tiefe oder Breite des Stroms am Eingang der Membran. Die Länge der geraden Abschnitte vor den Verengungsvorrichtungen sollte mindestens 10 Durchmesser der Rohrstruktur betragen.

Schnelle Kalkulationsmethode

Für diese Methode werden Turbinenwandler verwendet. Diese Geräte haben mehrere Vorteile, einschließlich kleiner Abmessungen und Gewicht, ein erschwinglicher Preis in ihrer Kategorie.

Diese Geräte sind unempfindlich gegen Druckluft. Der Bereich der Durchflussmesswerte reicht bis zu 1:30, was den gleichen Indikator für Verengungsgeräte deutlich übertrifft.

Der TPR-Turbinenströmungswandler kann in einer Umgebung mit einer Temperatur von minus 200 bis +200 ° C verwendet werden, wenn das Gerät für nicht aggressive und einphasige kryogene Flüssigkeiten installiert ist. Bei aggressiven Flüssigkeiten liegt der Indikator zwischen minus 60 und +50 ° C.

Zu den Nachteilen gehören die, wenn auch unbedeutende Empfindlichkeit gegenüber Strömungsverzerrungen am Einlass und Auslass der Vorrichtung sowie die Abweichung der Messergebnisse pulsierender Gasströme. Zu geringen Kosten im Bereich von 8 bis 10 m³/ h, Durchflussmesser sind nicht funktionsfähig.

Ultraschallmessmethode

Die Popularität von akustischen Durchflussmessern, die die Gasmenge messen, insbesondere in der kaufmännischen Buchhaltung ist mit der Entwicklung der Mikroelektronik gewachsen. Bei akustischen Durchflussmessern gibt es keine beweglichen Teile sowie Teile, die in den Strom hineinragen, was ihre Zuverlässigkeit erheblich erhöht.

Die Messung wird in einem weiten Wertebereich durchgeführt, da das Gerät lange Zeit mit der eingebauten Stromquelle arbeiten kann. Haushaltsgeräte erfüllen nicht alle erforderlichen Anforderungen, da zur Vermeidung des Einflusses von Gasflussverzerrungen auf die Berechnungsergebnisse ausschließlich Mehrstrahl-Ultraschall-Durchflussmesser verwendet werden müssen.

Klassifizierung von Durchflussmessern nach dem Wirkprinzip

Durchflussmesser unterscheiden sich in verschiedener Hinsicht, einschließlich Druck, Art des verwendeten Gases und Temperaturbedingungen. Wählen Sie ein Gerät abhängig von den Nutzungsbedingungen sowie den Aufgaben.

Messgeräte bestehen aus Teilen wie einem für den Druckabfall verantwortlichen Wandler, dem Verbindungselement und dem Manometer.

Typ 1 - Inkjet automatische Generierung Durchflussmesser

Ein Durchflussmesser dieses Typs, der auch zur Messung des Erdgasflusses ausgelegt ist, weist mehrere charakteristische Merkmale auf. Das Gerät ist durch negative Rückkopplungen abgedeckt, die Frequenz der Strahlverbindungen hängt vom Gasstrom ab.

Auf der Grundlage von Strahldurchflussmessern ausgegebene Zähler werden ohne vorherige Prüfung für die kommerzielle Buchhaltung verwendet.

1 - Tintenstrahlelement; 2 und 3 - Konverter; 4 - Signalextraktionsvorrichtung; 5 - Leistungsdüse; 6 - eine Arbeitskammer; 7 und 8 - Wände der Arbeitskammer; 9 - Separator; 10 und 11 - Steuerdüsen; 12 und 13 - Empfangskanäle; 14 und 15 - Abflusskanäle; 16 und 17 - Rückkopplungskanäle; 18 - Erweiterung der Leistungsdüse; 19 - Leiste an der Kraftdüse

Jet Flow Meter Auto-Generator Typ ist verstopft, zu seinen Nachteilen gehört auch die Instabilität des Umrechnungsindikators.

Diese Geräte haben ähnliche Nachteile wie Wirbelgeräte:

• Abhängigkeit von der Verzerrung des Geschwindigkeitsgraphen, sofern dieser in Verbindung mit Verengungsinstrumenten verwendet wird;
• massive Druckverluste sind irreversibel;
• Der Hauptteil des Durchflussmessers hat große Abmessungen.
• signifikante Instabilität der Conversion-Rate.

VorteileAuto-Generator Der Durchflussmesser unterscheidet sich nicht von der Wirbelvorrichtung, mit Ausnahme der Fähigkeit, mit kontaminierten Gasen zu arbeiten. Diese Durchflussmesser haben in der kommerziellen Buchhaltung keine breite praktische Anwendung gefunden.

Typ 2 - Vortex-Durchflussmesser

Es gibt verschiedene Stärken der Geräte, einschließlich der Genauigkeit der Messungen, der mangelnden Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen und Druckluft, der einfachen Bedienung und der fehlenden beweglichen Teile des Geräts.

Die Geräte halten den schwierigsten äußeren Bedingungen stand, die Genauigkeit der Anzeigen wird bei einer Umgebungstemperatur von bis zu 500 Grad Celsius garantiert, der maximale Druck beträgt 30 MPa

Es sind auch wesentliche Nachteile der Verwendung dieser Art von Durchflussmessern bekannt - erhöhte Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Vibrationen, Druckabsenkung. Rohrdurchmesser sollte im Bereich von 15-30 cm liegen.

Typ 3 - Ultraschall-Durchflussmesser

Das Gerät, auch als akustisch bekannt, hat mehrere unbestreitbare Vorteile:

• Mangel an hydraulischem Widerstand;
• Das Gerät hat keine beweglichen Teile, was die Zuverlässigkeit erhöht.
• erhöhte Stärke des Mechanismus;
• schnelle Aktion.

Ein Durchflussmesser dieses Typs basiert auf der Bestimmung der Differenz in der Laufzeit des Signals.

Der Betrieb von Ultraschall-Durchflussmessern ist unabhängig von Temperatur, Umgebungsdruck, Viskosität und elektrischer Leitfähigkeit, was die Genauigkeit der Daten garantiert

Ultraschallsensoren, die diagonal zueinander angeordnet sind, dienen als Empfänger und Sender. Die Verwendung mehrerer Kanäle kompensiert die Verformung des Strömungsprofils.

Typ 4 - Trommeldurchflussmesser

Diese Gerätekategorie wird in der Regel für die Laborforschung verwendet. Der Druck, der während der Drehung der Trommel auftritt, führt dazu, dass der Abschnitt mit Gas gefüllt und anschließend entleert wird.

Für den vollwertigen Betrieb von Trommelzählmechanismen (ohne Impulsgenerator) wird keine konstante Stromquelle benötigt, was ihr unbestreitbarer Vorteil ist

Die Anzahl der Umdrehungen der Trommel ist proportional zu kubischen Gaseinheiten, die Anzeige wird auf das Zifferblatt der Zählkonstruktion übertragen. Trommeldurchflussmesser haben eine hohe Messgenauigkeit.

Typ # 5 - Levitation Geräte

Der bewegliche Teil der Drehzahlmesservorrichtung dreht sich in den Lagern, die Drehzahl entspricht dem volumetrischen Gasstrom. Die Umwandlung der Kreisbewegungsgeschwindigkeit in ein elektrisches Signal erfolgt mit einem Sekundärwandler, die Ergebnisse werden auf dem Indikator wiedergegeben.

Levitationsmessgeräte arbeiten unter Bedingungen von -30 bis +50 Grad Celsius, der Fehler der Werte liegt im Bereich von ± 1,5%

Levitation Geräte sind bei der kommerziellen Messung des Erdgasverbrauchs sowohl für Haushalts- als auch für kommunale Zwecke gefragt.

Typ 6 - Membranzähler

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde in England ein Patent für die Herstellung eines der gängigsten Messgeräte zur Gasmessung erteilt.

Das Funktionsprinzip eines mechanischen Durchflussmessers basiert auf einer Änderung der Position der beweglichen Kammermembranen zum Zeitpunkt des Gaseintritts. Während des Einlasses und Auslasses der Substanz wird eine abwechselnde Bewegung ausgeführt.

Der Gasdurchflussmesser vom Membrantyp kann je nach Volumen der gemessenen Substanz und Ausführung aus 2 oder 4 Kammern bestehen

Das Rechengerät treibt das Getriebe und die Hebel an. Die Mechanismen haben einen weiten Wertebereich für Messungen - bis zu 1: 100.

Typ 7 - Rotationsgeräte

In der mechanischen Vorrichtung befinden sich zwei Rotoren in der Messkammer, die sich unter dem Druck der Substanz zu bewegen beginnen. Rotierende Teile sind rechtwinklig zueinander angeordnet, ihre ursprüngliche Position wird mit Synchronrädern festgelegt.

Die Gasmenge ist proportional zur Anzahl der Umdrehungen der Rotoren. Mit Hilfe einer Magnetkupplung und eines Getriebes wird die Rotordrehung auf eine Zählvorrichtung übertragen, die für die Ansammlung des Volumens der durchgelassenen Substanz verantwortlich ist.

Der Rotationsdurchflussmesser hat eine große Kapazität und wird in Versorgungsunternehmen sowie bei mittleren und kleinen Gasverbrauchsmengen eingesetzt

Zu den Hauptvorteilen von Rotationsdurchflussmessern gehören eine hohe Messgenauigkeit, Kompaktheit des Geräts und eine breite Palette von Durchflussmessungen. Zu den Nachteilen zählen das Geräusch des Mechanismus, seine hohen Kosten und seine Empfindlichkeit gegenüber externen Faktoren, einschließlich Verschmutzung.

Typ 8 - Turbinen-Durchflussmesser

Die mechanische Vorrichtung hat die Form eines Rohrsegments, eine Turbine mit einer Welle und beweglichen Stützen ist im Durchflussmesser angeordnet. Das Leistungsgerät bewegt sich aufgrund der Substanz, die durch die Messkammer gelangt.

Die Geschwindigkeit des Mechanismus ist gleich der Durchflussrate und dem Gasfluss. Das angesammelte Volumen wird auf dem Zählmechanismus reflektiert, die Übertragung darauf erfolgt mechanisch unter Verwendung eines Getriebes, Getriebesystems.

Das Turbinenmessgerät kann nur mit sauberen Treibmitteln - Gas, Flüssigkeit oder Dampf in Suspension - verwendet werden, sofern diese keine festen Partikel enthalten

Darüber hinaus gibt es noch andere Geräte, die jedoch in der Regel in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt werden. Im kommerziellen Bereich sind sie praktisch nicht beteiligt.

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Geräte zur Messung der Gasmenge

Geräte zur Messung des Gasflusses nach der Berechnungsmethode sind in mehrere Kategorien unterteilt. Hochgeschwindigkeitswerte werden verwendet, um die Volumenzahl des untersuchten Mediums zu bestimmen. Diese Geräte haben keine Messkammern. Der sensible Teil ist Laufrad (tangential oder axial), wodurch sich der Materiefluss dreht.

Volumenmesser sind weniger abhängig von der Art des Produkts. Ihre Nachteile sind die Komplexität des Designs, der hohe Preis und die beeindruckenden Abmessungen. Das Gerät besteht aus mehreren Messkammern, ist komplexer aufgebaut. Diese Art von Geräten ist in verschiedene Typen unterteilt - Kolben, Messer, Zahnrad.

Es ist eine andere Klassifizierung von Gasmengenmessern bekannt, die drei Arten von Vorrichtungen umfasst: Rotation, Trommel und Ventil.

Rotationsmesser haben einen hohen Durchsatz.Ihre Wirkung basiert auf der Berechnung der Anzahl der Umdrehungen der Schaufeln im Gerät, der Indikator entspricht dem Gasvolumen. Ihre Hauptvorteile sind Langlebigkeit, Unabhängigkeit von Elektrizität und erhöhte Beständigkeit gegen kurzfristige Überlastungen.

Trommelgaszähler arbeiten nach dem Prinzip der Verdrängung. Korrekturindikatoren wie Temperatur, Gaszusammensetzung und Luftfeuchtigkeit werden nicht berücksichtigt

Trommelzähler bestehen aus einem Gehäuse, einem Zählmechanismus und einer Trommel mit Messkammern. Das Funktionsprinzip der Vorrichtung zur Messung des Gasverbrauchs besteht darin, die Anzahl der Umdrehungen der Trommel zu bestimmen, die sich aufgrund der Druckdifferenz dreht. Trotz der Genauigkeit der Berechnungen hat dieser Gerätetyp aufgrund seiner sperrigen Größe keine breite Anwendung gefunden.

Das Funktionsprinzip des letzteren Zählertyps, der als Ventilmesser bezeichnet wird, basiert auf der Bewegung der beweglichen Trennwand, die durch die Druckdifferenz des Stoffes beeinflusst wird. Das Gerät besteht aus mehreren Teilen - einem Zähl- und Gasverteilungsmechanismus sowie einem Gehäuse. Es hat große Abmessungen und wird daher hauptsächlich im Alltag eingesetzt.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Wie Wirbelgas-Durchflussmesser funktionieren, wird im folgenden Video erläutert:

Die Messung des Gasdurchflusses ist eine der Hauptaufgaben in der Produktion. Auf dem Durchflussmesser-Markt ist eine Vielzahl von Geräten mit unterschiedlichen Designs und Funktionsprinzipien erhältlich, die auch für den Hausgebrauch geeignet sind. Mit ihrer Hilfe können Sie nahezu jede Menge an Flüssigkeit oder Gas bestimmen, ohne dass ein spezielles Kalibrierungsmodell installiert werden muss.

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